Clasificación de las computadoras

Las computadoras se clasifican de acuerdo a varios criterios, que son:

1- De acuerdo a la naturaleza de los datos que pueden manejar.

2- De acuerdo a la capacidad que poseen.

3- De acuerdo al propósito para lo cual fueron diseñadas.

1- De acuerdo a la naturaleza de los datos que puede manejar una computadora, estas se clasifican en tres, que son:

1- Computadoras digitales.

2- Computadoras análogas.

3- Computadoras híbridas. 

1- Computadoras digitales

Son computadoras que operan contando números y haciendo comparaciones lógicas entre factores que tienen valores numéricos.   

Características:

- Su funcionamiento está basado en el conteo de los valores que le son introducidos.

- Este tipo de computadora debe ser programada antes de ser utilizada para algún fin específico.

- Son máquinas de propósito general; dado un programa, ellas pueden resolver virtualmente todo tipo de problemas.

- Son precisas, proveen exactamente la respuesta correcta a algún problema específico. 

- Estas computadoras tienen una gran memoria interna, donde pueden ser introducidos millones de caracteres.

- Estas computadoras son las más utilizadas.

- En la actualidad el 95% de los computadores utilizados son digitales dado a su gran utilidad a nivel comercial, científico y educativo.

Una señal digital varía de forma discreta o discontinua a lo largo del tiempo. Parece como si la señal digital fuera variando "a intervalos" entre un valor máximo y un valor mínimo.

Por otra parte, una señal analógica es una señal que varía de forma continua a lo largo del tiempo.

2- Computadoras análogas        

Trabajan en base a analogías. Requieren de un proceso físico, un apuntador y una escala. Las computadoras analógicas no computan directamente, sino que perciben constantemente valores, señales o magnitudes físicas variadas.   

Las Computadoras Analógicas:

Son rápidas pero la naturaleza directa de los circuitos que la componen las hacen aún más rápidas.

- La programación en estas computadoras no es necesaria; las relaciones de cálculo son construidas y forman parte de éstas.

- Son máquinas de propósitos específicos.

- Dan respuestas aproximadas, ya que están diseñadas para representar electrónica mente algunos conjuntos de datos del mundo real, por lo que sus resultados son cercanos a la realidad.

- Estos se utilizan generalmente para supervisar las condiciones del mundo real, tales como Viento, Temperatura, Sonido, Movimiento, etc.

Generalmente se usan en problemas especiales en los que los datos de entrada provienen de mediciones convertidas a dígitos y son procesados por una computadora por ejemplo las Computadoras Híbridas controlan el radar de la defensa de Estados Unidos y de los vuelos comerciales.

3- Computadoras híbridas

Es un sistema construido de una computadora Digital y una Análoga, conectados a través de una interfaz que permite el intercambio de información entre las dos computadoras y el desarrollo de su trabajo en conjunto.

La mayoría de las señales que representan una magnitud física (temperatura, luminosidad, humedad, etc.) son señales analógicas.

Las señales analógicas pueden tomar todos los valores posibles de un intervalo; y las digitales solo pueden tomar dos valores posibles.

Una computadora o cualquier sistema de control basado en un microprocesador no puede interpretar señales analógicas, ya que solo utiliza señales digitales.

Es necesario traducir, o transformar en señales binarias, lo que se denomina proceso de digitalización o conversión de señales analógicas a digitales.

En la gráfica inferior se observa una señal analógica, que para ser interpretada en una computadora ha de modificarse mediante digitalización.

Un medio simple es el muestreado, cada cierto tiempo se lee el valor de la señal analógica.

Si el valor de la señal en ese instante está por debajo de un determinado umbral, la señal digital toma un valor mínimo (0). 

Cuando la señal analógica se encuentra por encima del valor umbral, la señal digital toma un valor máximo (1). 

Digitalización por muestreado de una señal analógica.

El momento en que se realiza cada lectura por la computadora, por un sistema de sincronización que emite una señal de reloj con un período constante.

Estas conversiones analógico-digitales son habituales en la adquisición de datos por parte de una computadora y en la modulación digital para transmisiones y comunicaciones por radio.

2- De acuerdo a la capacidad que poseen las computadoras, estas se clasifican en cuatro, que son:

1- Supercomputadoras.
2- Macrocomputadoras o mainframes.
3- Minicomputadoras.
4- Microcomputadoras o PC. 

1- Supercomputadoras           

Una supercomputadora es el tipo de computadora más potente y más rápido que existe en un momento dado. Estas máquinas están diseñadas para procesar enormes cantidades de información en poco tiempo y son dedicadas a una tarea específica. Las primeras supercomputadoras fueron desarrolladas en 1980. Se utilizan para procesar gran cantidad de datos y para resolver problemas científicos complejos. Es capaz de realizar más de un trillón de cálculos por segundo.

En un solo supercomputador miles de usuarios pueden estar conectados al mismo tiempo y la supercomputadora maneja el trabajo de cada usuario por separado.

Una de las llamadas supercomputadoras es capaz de procesar a la asombrosa velocidad de 600 megaflos (millones de flobs).

Estos sistemas de cómputo caracterizados por su gran tamaño y enorme velocidad de procesamiento normalmente se utilizan en aplicaciones científicas y complejas.

Dado que las supercomputadoras se construyen para procesar aplicaciones científicas complejas la velocidad del cálculo del sistema es de primordial importancia. Para elevar al máximo la velocidad de los cálculos cada una de estas máquinas tienen procesadores de muchos bits.

Así estas computadoras son las más caras, sus precios alcanzan los 30 MILLONES de dólares y más; y cuentan con un control de temperatura especial, esto para disipar el calor que algunos componentes alcanzan a tener. 

Unos ejemplos de tareas a las que son expuestas las supercomputadoras son los siguientes:

- Búsqueda y estudio de la energía y armas nucleares.

- Búsqueda de yacimientos petrolíferos con grandes bases de datos sísmicos.

- El estudio y predicción de tornados.

- El estudio y predicción del clima de cualquier parte del mundo.

- La elaboración de maquetas y proyectos de la creación de aviones, simuladores de vuelo etc.

Debido a su precio, son muy pocas las supercomputadoras que se construyen en un año.

Algunos ejemplos de supercomputadoras son:  Cray-1, Cray-2, Control Data Cyber 205 y 10-A ETA.

2- Macrocomputadoras o mainframes

Las macrocomputadoras son también conocidas como Mainframes. Los mainframes son grandes, rápidos y caros sistemas que son capaces de controlar cientos de usuarios simultáneamente, así como cientos de dispositivos de entrada y salida. Pueden almacenar enormes cantidades de información, puede realizar muchas tareas al mismo tiempo, se puede comunicar con muchos usuarios al mismo tiempo.            

Los mainframes tienen un costo que va desde 350,000 dólares hasta varios millones de dólares. De alguna forma los mainframes son más poderosos que las supercomputadoras porque soportan más programas simultáneamente. Pero las supercomputadoras pueden ejecutar un sólo programa más rápido que un mainframe. 

Las macrocomputadoras suelen tener muchos terminales conectados a ellos. Estas terminales parecen pequeños computadores pero sólo son dispositivos utilizados para enviar y recibir información del equipo real utilizando cables.

Por ejemplo, la macrocomputadora IBM S/390 puede soportar a 50.000 usuarios simultáneamente. Los usuarios accesan por medio de terminales o computadoras personales. Hay básicamente dos tipos de terminales que se utilizan con los sistemas de macrocomputadoras. Estos son:

- Terminal tonta:

- Estas terminales no tienen procesador propio ni tampoco dispositivo de almacenamiento de información.

- Terminal inteligente: 

- Estas terminales sí cuentan con su propio procesador y cuentan con dispositivos de almacenamiento propio. Normalmente las PCs son utilizadas como terminales inteligentes.

Las macrocomputadoras se utilizan especialmente en los servidores de la World Wide Web. Las macrocomputadoras se utilizan en grandes organizaciones como bancos, aerolíneas, etc Universidades donde muchas personas (usuarios) necesitan acceso frecuente a los mismos datos, que se organizan generalmente en una o varias bases de datos enormes. IBM es el mayor fabricante de computadoras centrales.

En el pasado, los Mainframes ocupaban cuartos completos o hasta pisos enteros de algún edificio, hoy en día, un Mainframe es parecido a una hilera de archiveros en algún cuarto con piso falso, esto para ocultar los cientos de cables de los periféricos, y su temperatura tiene que estar controlada.

Las grandes empresas, agencias gubernamentales y universidades suelen utilizar este tipo de computadoras.

3- Minicomputadoras

En 1960 surgió la minicomputadora, una versión más pequeña de la Macrocomputadora. Al ser orientada a tareas específicas, ya que no necesitaba de todos los periféricos que necesita un Mainframe, esto ayudo a reducir el precio y costos de mantenimiento. El costo de estos equipos puede variar desde unos pocos miles de dólares a varios cientos de miles de dólares.       

Las minicomputadoras, en tamaño y poder de procesamiento, se encuentran entre los mainframes y las estaciones de trabajo. Estas computadoras poseen la mayoría de las características encontradas en las macrocomputadoras, pero a una escala más limitada. Todavía puede tener muchos terminales, pero no tantos como los mainframes. Pueden almacenar una enorme cantidad de información, pero de nuevo no suelen tener               tanta capacidad de almacenamiento como el mainframe.

En general, una minicomputadora, es un sistema multiproceso (varios procesos en paralelo) capaz de soportar de 10 hasta 200 usuarios simultáneamente. Actualmente se usan para almacenar grandes bases de datos, automatización industrial y aplicaciones multiusuario. 

Estaciones de trabajo o Workstations: 

Las estaciones de trabajo se encuentran entre las minicomputadoras y las macrocomputadora. Las estaciones de trabajo son un tipo de computadoras que se utilizan para aplicaciones que requieran de poder de procesamiento moderado y relativamente capacidades de gráficos de alta calidad. Son usadas para: 

- Aplicaciones de ingeniería.
- CAD (Diseño asistido por computadora).
- CAM (manufactura asistida por computadora).
- Publicidad.
- Creación de Software. 

En redes, la palabra "workstation" o "estación de trabajo" se utiliza para referirse a cualquier computadora que está conectada a una red de área local.

Empresas medianas y pequeñas suelen utilizar las minicomputadoras.

4- Microcomputadoras o PC     

Las microcomputadoras son también conocidas como computadoras personales o simplemente PC. El Microprocesador se utiliza en este tipo de equipo. La primera microcomputadora fue diseñado en 1981 por IBM y fue nombrada como IBM-PC, Después de esto muchas empresas de hardware informático copiaron el diseño de la IBM-PC. El término “PC-compatibles” se refiere a cualquiera computadora personal basada en el diseño original de IBM.   

Las Microcomputadoras se dividen en las siguientes categorías.

- Laptop o computadora portatil.

- Estación de Trabajo ( tiene las mismas caracteristicas de una PC pero con la capacidad de procesamiento de una minicomputadora).

- Computadora de Red (se utilizan como terminal inteligente).

- Computadora de mano (hand held) ejemplos: PDA, PALM, telefonos celulares, etc.

Las microcomputadoras que se diseñaban con microprocesadores en base a circuitos de alta densidad son extremadamente pequeñas y baratas, que poseen un microprocesador, elementos de almacenamiento y de entrada / salida asociados.

Una microprocesadora se convierte en una microcomputadora al agregársele una unidad de memoria más unos circuitos de entrada / salida (e/s) llamados puertos.

Algunas características de las microcomputadoras son:

- Tienen capacidad de calculo.

- Posibilidad de usar programa almacenado.

- Capacidad lógica.

- Operación de manera automática.

3- De acuerdo al propósito para lo cual fueron diseñadas las computadoras, estas se clasifican en dos, que son:

1- Computadoras de propósito general.

2- Computadoras de propósito específico.

1- Computadoras de propósito general

Son aquellas computadoras que permiten la realización de múltiples y diferentes tipos de funciones y aplicaciones, como proporcionarnos herramientas para el trabajo en oficina (textos, cálculos, bases de datos, comunicación, etc) o para la creación y manipulación de imágenes, diversión y entretenimiento, investigación, entre otras muchas. 

Este tipo de computadoras tiene la arquitectura y el software necesario para hacer cualquier programa, sin importar para que sea usado el mismo. Con este tipo de computadoras se pueden crear programas de sistemas, como de aplicación, dándole así la característica de computadoras generales para lograr de esa manera crear cualquier software.

2- Computadoras de propósito específico

Son aquellas computadoras que tienen como finalidad la solución de tareas detalladas, es decir, pese a que generalmente operan con la mayoría de los elementos de una computadora, sólo tiene una aplicación o función útil.           

Por ejemplo, si observáramos los componentes internos de una consola de videojuegos de nueva generación, detectaríamos prácticamente los mismos dispositivos internos de una computadora personal, con la diferencia de que las funciones que realizan estos dispositivos están únicamente destinados al entretenimiento.